RGB en esteroides

dependiendo de dónde vivas, es probable que hayas visto una casa con luces de Navidad destellantes que cambian de color y bailan con música. Casi todos los vecindarios o pueblos tienen «esa casa» que sale todo para las fiestas cada año. En mi vecindario, esa casa es mía. Si alguna vez se ha preguntado cómo funcionan esas pantallas y qué necesita para hacer su propio, Este será un breve resumen de todos los componentes y cómo funciona todo junto.,

Hay tres cosas clave que componen un espectáculo de luces de Navidad: las luces, los circuitos de control y la secuenciación.

las luces están dispuestas juntas para formar diferentes accesorios como arcos saltarines, copos de nieve, estrellas, megatree y más. Acoplas esas luces con controladores y fuentes de alimentación para que funcionen como se esperaba. Hay un software informático especializado que le dice a los controladores cuándo encender y apagar las luces de acuerdo con la música que se está reproduciendo. Estos componentes están en el corazón de cada espectáculo de luz y voy a entrar en detalles sobre cada uno., Si bien no podrá ir a Walmart y recoger estas cosas, hay muchas compañías y una gran comunidad útil ansiosa por ayudar.

alrededor de 5000 píxeles individuales secuenciados en XLights con el espectáculo corriendo a través de Falcon Pi Player en una Raspberry Pi.

las luces

El tipo más común de luces que ves en Navidad son las bombillas incandescentes tradicionales o, más recientemente, los LED. Estas cuerdas se encienden con 120V (en los EE.UU.) cuando las enchufas a la pared y permanecen encendidas hasta que las desenchufas. Esas son las luces normales de Navidad., Sin embargo, hace alrededor de 10-15 años, la gente comenzó a conectarlos a interruptores electrónicos llamados Relés que permiten que las luces se enciendan y apaguen con un simple microcontrolador. Esta es esencialmente la misma tecnología que se encuentra en los enchufes de pared inteligentes de hoy en día, pero con un enfoque más festivo.

una pantalla de luz típica de vacaciones que utiliza esta tecnología podría haber tenido unas pocas docenas de relés de este tipo que controlan un número igual de hilos de luz. Esta tecnología estuvo bien durante unos años, pero con el tiempo las cosas comenzaron a ser más elaboradas.,

el siguiente gran salto en la tecnología llegó hace 5 años y ha transformado la iluminación navideña desde entonces.

encender y apagar una sola cadena de luces era aburrido y la gente quería más colores, más brillo y efectos más elegantes. Los LED se habían vuelto muy populares y un nuevo tipo de tecnología de luz comenzó a llegar al mercado llamado «píxeles». Estos píxeles son esencialmente una cadena entera de modernas bombillas RGB «inteligentes». Cada píxel tiene un pequeño microchip que le dice al LED cuándo encenderse y apagarse y qué color iluminar., Están conectados en una hebra y cada uno puede iluminarse individualmente para formar patrones y efectos complejos.

Hay muchos tipos de píxeles y muchos protocolos diferentes para comunicarse con ellos. El tipo más común de píxeles utiliza un protocolo llamado WS2811. Esencialmente, los píxeles de una cadena reciben datos secuencialmente, decodifican los datos destinados a ellos y pasan a través de los datos de todos los píxeles posteriores de la línea. Los datos reales que se transmiten consisten en un valor de intensidad rojo, verde y azul para cada bombilla.,

este tipo de luces y sus protocolos fueron diseñados originalmente para digital signage y para producciones teatrales. El mismo protocolo WS2811 se utiliza en las modernas tiras de iluminación RGB para PC direccionables individualmente que puede tener en su equipo de juegos. La única diferencia es que las luces navideñas tienen un revestimiento impermeable, están disponibles en cuerdas de aproximadamente 10-15 pies y cuestan considerablemente menos.

estas luces se organizan en accesorios que es donde el arte entra en su lugar., Se pueden crear diferentes formas utilizando plástico corrugado, tuberías y estructuras personalizadas para crear casi cualquier diseño imaginable. Si bien las luces están estandarizadas, los accesorios son únicos e implican un esfuerzo de diseño considerable para averiguar dónde colocar los píxeles. También deben ser capaces de soportar toda una temporada de invierno al aire libre sin desmoronarse.

diseñar el espectáculo

diseñar un espectáculo es muy parecido a componer para una orquesta. Las luces están dispuestas en accesorios como árboles, arcos, estrellas, copos de nieve y más., Diferentes accesorios se pueden agrupar como instrumentos en una orquesta a medida que se iluminan con la música. La coreografía de los diferentes elementos de la música requiere un software especial que sepa interactuar con el protocolo de iluminación.

el programa más común es xLights, que es gratuito y de código abierto. Los espectáculos se diseñan secuencialmente a lo largo de una línea de tiempo donde cada elemento del espectáculo tiene una pista diferente. Hay muchos efectos diferentes que se pueden aplicar a elementos individuales o a grupos. Cada espectáculo es único y los diferentes efectos se pueden personalizar sin fin.,

el software crea una cuadrícula de dónde se encuentran las luces utilizando una foto de referencia del lugar. Desde aquí, se pueden aplicar patrones complejos a la cuadrícula para crear los efectos. Algunos efectos solo pueden iluminar una sola hebra, mientras que otros pueden moverse por toda la casa.

una vez finalizado el diseño del espectáculo, el archivo se exporta a un formato que incluye los datos de color para cada una de las luces. Un espectáculo típico también tendrá una frecuencia de actualización entre 20Hz y 40Hz, lo que significa que el archivo de salida contiene el estado de cada bombilla para cada fotograma durante el espectáculo.,

controladores y potencia

todas esas luces son geniales, pero necesitan controladores y fuentes de alimentación. Un show típico que puede ver tendrá dos tipos de controladores: el primero es un show computer que almacena el Archivo del software de secuenciación y lo transmite a todos los elementos. El segundo tipo de hardware utilizado para ejecutar el espectáculo son los controladores que interactúan directamente con las luces. Estos controladores vienen en muchas formas y tamaños diferentes, pero todos hacen esencialmente lo mismo., Convierten los datos de la computadora de la demostración en el protocolo WS2811 que conduce directamente las luces.

los controladores reciben datos del equipo de show utilizando un protocolo llamado E1.31. Este protocolo es una forma de transmitir datos de iluminación a través de una red tradicional basada en IP. Los píxeles se agrupan en» universos » de 170 luces que se enrutan al mismo controlador. Cada luz debe tener un valor de intensidad rojo, verde y azul para determinar de qué color debe ser. Si usted está familiarizado con DMX para producciones teatrales, es la misma idea.,

cada controlador tiene una dirección IP y sabe qué configuración de luces están conectadas a su salida. Cuando recibe un paquete de datos de la computadora show, se asegura de que esté dirigido al Universo correcto, decodifica los datos WS2811 que están en el paquete y envía el flujo de datos a los píxeles.

en términos de controladores, hay dos estilos principales que la gente utilizará en un espectáculo de luces. El primero es un controlador centralizado y muy potente con muchas salidas. El segundo son numerosos controladores más pequeños colocados más cerca de los elementos., Ambos tienen sus beneficios y mientras que los controladores centralizados son el estilo más popular ahora, el estilo de controlador descentralizado más pequeño está ganando popularidad.

el controlador que tengo aquí es una placa de grado profesional hecha por Advatek Lighting. Este dispositivo puede controlar hasta 32 salidas de cadenas de píxeles individuales para un total de poco más de 16.000 píxeles. Gracias a sus conectores de alimentación fornidos, también puede suministrar cientos de vatios para mantener los píxeles brillantes. En lugar de usar Wi-Fi, que puede llenarse si tiene muchos dispositivos, Este controlador tiene una conexión Ethernet dedicada., Si usted es serio acerca de la iluminación de vacaciones, este es el tipo de controlador que desea. También es lo suficientemente potente como para ser utilizado en exhibiciones comerciales como en un parque temático.

haciendo un recorrido por esta placa (foto arriba), comenzamos con los conectores de alimentación principales en el lado izquierdo que alimentan las luces. Los píxeles utilizan 5V o 12V, por lo que se puede usar una fuente de alimentación estándar de computadora de alta potencia o fuentes de alimentación diseñadas específicamente para luces LED. Esta placa puede manejar ambos voltajes al mismo tiempo. Alrededor de la parte superior e inferior tenemos 16 enchufes extraíbles para que los conectores de píxeles se conecten.,

la mayoría de los tipos de píxeles comunes, como WS2811, utilizan tres cables: alimentación, tierra y datos. Sin embargo, algunos otros tipos de píxeles también tienen un pin de reloj. En el Centro de todo esto hay un microprocesador que maneja la conectividad y la señal requerida para interactuar con los píxeles. También hay cuatro circuitos integrados de controlador que aumentan la salida de nivel de señal del procesador a uno adecuado para conducir píxeles a larga distancia del controlador. Finalmente, en el lado derecho, tenemos conectividad externa. Esto incluye salidas DMX heredadas, así como Etherne., Hay muchos otros controladores de compañías como Falcon y HolidayCoro, pero todos tienen un formato similar.

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una Vez que tenga todos los componentes necesarios, y todo se junta, ejecutando el programa es bastante simple. En el lado del controlador, solo tiene que decirle qué configuración de píxeles están conectados a qué puerto de salida. También puede ajustar cosas como el brillo y el orden de píxeles. Cada controlador tendrá su propia configuración ya sea a través de una interfaz web o a través de un programa dedicado.,

lo último que necesitarás es una computadora para almacenar las secuencias y los datos de audio para el espectáculo. Puedes usar una laptop, pero uno de los tipos más comunes de computadoras de exhibición debido a su costo y accesibilidad es una Raspberry Pi con el software Falcon Pi Player.

todas las noches durante el espectáculo, carga las secuencias que programamos anteriormente, reproduce el audio asociado con él y envía los datos de iluminación a los controladores en la pantalla. Este equipo también necesita saber sobre la configuración específica del controlador, para que pueda enviar datos a la dirección correcta., La salida de audio generalmente se alimenta a un transmisor de radio FM portátil, para que las personas en sus automóviles puedan escuchar el espectáculo.

para recapitular, los efectos de iluminación se crean primero en el software, luego ese software se exporta a un archivo de presentación que contiene los datos de color para cada píxel en cada momento del espectáculo. El archivo show se reproduce desde un equipo show que emite los datos de luz utilizando el protocolo E1.31 a los controladores. Los controladores reciben paquetes dirigidos a ellos y finalmente envían los datos ws2811 resultantes a los píxeles.,

hay mucha tecnología detrás de escena para crear estas pantallas y todavía tiene mucho espacio para mejorar. Los píxeles son cada vez más accesibles y fáciles de configurar. Los controladores son cada vez más potentes, pero al mismo tiempo, más fáciles de usar.

¿está interesado en configurar su propia pantalla?

ciertamente es demasiado tarde este año para poner uno, pero hay muchos recursos para enseñarte todo lo que necesitas saber. Hay una gran serie de YouTube que puede enseñarte lo básico para comenzar., Dependiendo de cuánto esfuerzo desea poner en la pantalla y lo bueno que es con un soldador, puede hacer sus propios elementos de la demostración o comprar algunos listos para funcionar.

Las pantallas pueden ser un poco costosas para comenzar, pero el precio está cayendo año tras año. Por ejemplo, una cadena o tira de 50 píxeles costará alrededor de China 10 de China y un buen controlador costará alrededor de 2 200. Además de eso, las herramientas básicas como la tubería de PVC, el conducto de metal, las bridas y el cable de conexión no son muy caros.,

he estado haciendo espectáculos de luz durante unos años, el video en la parte superior del artículo es mi show de 2018 si desea ver cómo se ve el producto final. Felices fiestas a todos!